ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات

مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 12 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 140 إلى 70 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 110 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.

في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 175 إلى 130 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 105 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔT_lm.

ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 170 kW. يبرد المائع الساخن من 135 إلى 110 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 70 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 360 kW. يبرد المائع الساخن من 120 إلى 85 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 95 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 110 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m² و U = 2000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1 kg/s، c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 25 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج T_c,out.

في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متعاكس الجريان، يجري زيت ساخن (0,8 kg/s، c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 145 إلى 115 °C. يدخل الماء (0,3 kg/s، c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 20 °C. قطر الأنبوب الداخلي 25 mm، و U = 500 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.